CN101034228B - 半透射反射型液晶显示器件 - Google Patents

Abstract

LCD设备具有夹在TFT基板和对向基板间的LC层、第一和第二偏振膜、第一偏振膜和对向基板间的第一λ/2膜，以及第二偏振膜和TFT基板间的第二λ/2膜。LC层的光轴的方向和进入LC层的光的偏振方向间的角度θ1满足下述关系：0度<θ1<45度。最终LCD设备具有更少泄漏光和着色。

Description

半透射反射型液晶显示器件

技术领域

本发明涉及半透射反射型液晶显示(LCD)器件，以及更具体地说，涉及在LCD设备的每一像素中，具有透射区和反射区的半透射反射型LCD设备。

背景技术

LCD设备粗略地分类成两种类型，包括透射LCD设备和反射LCD设备。通常，透射LCD设备具有背光单元和控制来自背光单元的光的透射量，从而表示在屏幕上表示图像。反射LCD设备具有反射从外面入射的光的反射膜以及将由反射膜反射的光用作光源来表示图像。即，反射LCD设备不要求背光单元，以及在降低功耗、厚度和重量方面比透射LCD设备更有利。然而，由于反射LCD设备将背景光用作光源，如果LCD设备的背景暗，降低图像的可见度。

作为具有反射LCD设备和透射LCD设备的优点的LCD设备，已知半透射反射型LCD设备(参见例如JP-2003-344837A，图4和20，列0009至0019，列0045至0048)。半透射反射型LCD设备在LCD设备的每一像素中具有透射区和反射区。透射区透射从背光单元发出的光以及将背光单元用作用于表示图像的光源。反射区具有反射膜以及使用从外部入射并由反射膜反射的光作为光源。在半透射反射型LCD设备中，如果LCD设备的背景亮，通过使用反射区，将图像表示在屏幕上，以及断开背光单元，从而实现降低功耗。另一方面，如果LCD设备的背景暗，接通背光单元来通过使用透射区表示图像，从而即使在暗背景中，也允许图像表示在屏幕上。

横向电场LCD设备，诸如面内切换模式(IPS模式)称为LCD设备的显示模式。LCD设备具有在公用基板上的每一像素中形成的像素电极和公用电极，以及这些电极将其间的横向电场施加到液晶(LC)层。IPS模式LCD设备在平行于衬底的表面的方面中旋转LCD层中的LC分子，以便表示图像，从而实现比扭曲向列(TN)模式LCD设备更宽的视角。

如果在半透射反射型LCD设备中采用IPS模式，产生在这两个区域间反转黑图像和白图像的问题，如在上述专利公开的技术中所述。更具体地说，如果将透射区设置在常黑模式，反射区将具有常白模式。为更好理解本发明，在下文中，将描述图像反转的问题。

图22A示意性地表示透射LCD设备的截面图，其中，双向箭头表示如平行于基板看，偏振膜的偏振光轴的方向。图22B表示在第一偏振膜51、LC层53和第二偏振膜52发射光之后，在用于图22A的结构的反射和透射区55和56中的光的偏振光方向。在图22B中，双向箭头描述线性偏振光，粗箭头表示光的行进方向，带圆“R”表示顺时针循环偏振光，带圆“L”表示逆时针循环偏振光，以及空心棒表示LC导向器(分子)的方向。图22A表示包括反射区55和透射区56的单像素的状态。反射区55将来自反射膜54的反射光用作光源，以及透射区56将背光单元用作光源。

发光侧的偏振膜(第一偏振膜)51是对反射和透射区55和56有影响的公用偏振膜，而偏振膜(第二偏振膜)52是对反射区56的光入射侧有影响的专用偏振膜。排列这些偏振膜51和52以便其偏振光轴直角交叉。

在LC层53中，排列LC分子以便相对于第二偏振膜52的偏振光轴(光透射轴)的方向，使在缺少施加电压的情况下的分子方向偏转90度。呈现图22A中所示的第二偏振膜52的偏振轴的方向是参考方向，或处于0度，将第一偏振膜51的偏振光轴的方向设置在90度以及将在LC层53中的LC分子的纵轴的初始方向设置在90度，如图22A所示。

在LC层53的透射区中，调整LC层53的单元间隙以便迟滞Δnd(Δn是LC分子的折射率各向异性，以及“d”是单元间隙)呈现λ/2(λ是光的波长，例如，在绿光的情况下，λ为550nm)，以及在LC层53的反射区55中，调整单元间隙以便迟滞呈现λ/4。在缺少和存在用于各个区55和56的施加电压的情况下，在下文中，将描述在LCD设备的屏幕上表示的图像。

<在缺少施加电压的情况下的反射区>

首先参考图22B的最左列，描述LC层53上，在缺少施加电压(Voff)的情况下，反射区55中的图像。在反射区55中，通过第一偏振膜5 1的90度线性偏振光进入LC层53。在这种情况下，对齐已经进入LC层53的线性偏振光的光轴的方向和LC分子的纵轴的方向，由此，使90度线性偏振光无偏振光变化地通过LC层53，并由反射膜54反射。因此，90度线性偏振光再次无变化地进入LC层53。由此通过LC层53发射90度线性偏振光并进入第一偏振膜51。由于第一偏振膜51的偏振轴的方向设置在90度，使线性偏振光通过第一偏振膜51。因此，在LCD设备的Voff时，表示亮图像(白图像)。

<在存在施加电压的情况下的反射区>

接着，将参考图22B中的第二最左列，描述在LC层53上存在施加电压时的反射区55中的状态。通过第一偏振膜51的90度线性偏振光进入LC层53。其中，施加电压使LC层53中的LC分子的纵轴的方向相对于基板的表面，从0度改变成45度。由于使已经进入LC层53的光的偏振方向从LC分子的纵轴的方向偏转45度以及将液晶的迟滞设置在λ/4，已经进入LC层53的90度线性偏振光呈现顺时针循环偏振光，进入反射膜54。通过反射膜反射顺时针循环偏振光来改变成逆时针循环偏振光。已经进入LC层53的逆时针循环偏振光再次通过而改变成水平(0度)线性偏振光。然后水平线性偏振光进入第一偏振膜51。由于第一偏振膜51的偏振光轴的方向处于90度，由反射膜54反射的光不能通过第一偏振膜51，导致在屏幕上表示暗图像(黑)。

如上所述，反射区55呈现常白模式，其中，在缺少施加电压(Voff)时，表示亮图像(白)，以及在存在施加电压(Von)的情况下，表示暗图像(黑)。

<在缺少施加电压时的透射区>

接着，将参考图22B中的第二最右列，描述在LC层53上缺少施加电压时，透射区56中的状态。在透射区56中，通过第二偏振膜52的水平线性偏振光进入LC层53。入射光的偏振方向和LC分子的纵向彼此直角交叉，由此水平线性偏振光在无偏振变化的情况下通过LC层53以及进入第一偏振膜51。由于第一偏振膜51的偏振光轴的方向处于90度，透射光不能通过第一偏振膜51，导致在屏幕上显示暗图像。

<在存在施加电压时的透射区>

接着，将参考图22B中的最右列，描述在LC层53上存在施加电压时的透射区56的状态。在透射区56中，通过第二偏振膜52的水平线性偏振光进入LC层53。其中，施加电压导致LC层53中的LC分子的纵轴的方向相对于基板的表面，从0度改变成45度。因此，已经进入LC层53的光的偏振方向相对于LC分子的纵轴的方向偏移45度。由于将LC层的迟滞设置在λ/2，已经进入LC层53的水平线性偏振光改变成垂直线性偏振光以及进入第一偏振膜51。因此，在透射区56，第一偏振膜51通过从第二偏振膜52透射到其上的背光，导致在屏幕上表示亮图像。

如上所述，透射区56呈现常黑模式，其中，在缺少施加电压(Voff)时，表示暗图像，以及在存在施加电压(Von)时，表示亮图像。

在上述结构中，半透射反射型LCD设备具有在LC层53上存在和缺少施加电压时，在反射区55和透射区56间反转暗图像和亮图像的缺点。解决这一缺点的技术在上述专利公开文献中描述过。图23表示在专利公开文献中描述的LCD设备的截面图。在该技术中，使第一偏振膜51的偏振光轴的方向从LC层53中的LC分子的纵轴的方向偏移45度。第一偏振膜51的偏振光轴和LC层53中的LC分子的纵轴的边界排列将导致反射区55将反射膜54用作光源来呈现常黑模式和导致透射区56使用背光单元57作为光源来呈现常白模式。除此之外，在第二偏振膜52和LC层53间插入λ/2膜58，由此将透射区56改变成常黑模式，其符合反射区55的常黑模式。

与LC层53的纵轴的方向直角交叉的λ/2膜58的光轴的方向设置在135度。由此，在LCD设备的正视图中，实现光学补偿，其中，具有迟滞λ/2的LC层53施加在光上的偏振效应补偿λ/2膜的偏振效应。光补偿实现整体考虑由LC层53和λ/2膜58实现的光的偏振，在其入射和发射期间不改变光的偏振状态。因此，使通过第二偏振膜52以便呈现水平线性偏振光的光通过LC层53和λ/258，而不改变偏振，以及不能通过具有设置在垂直方向的光轴的第一偏振膜51。即，在LC层53和第二偏振膜52间插入λ/2膜58使得透射区56也呈现常黑模式。

然而，在图23所示的LCD设备50a中，进入LC层53的光的偏振方向和LC层53中的LC分子的纵轴的方向在透射区56中彼此不平行或垂直。由于LC层53中的迟滞的波长色散特性，这导致在透射区56中，在显示暗图像时，不能有效地抑制泄漏光。另外，λ/2膜58还具有波长色散特性，从而在显示暗图像时，由于波长色散，导致泄漏光。

为解决上述问题，已经考虑一种结构，其中，通过反转施加到透射区的电压，从而将反转电压施加到反射区，在反射区中存在施加电压时，实现在透射区56中缺少施加电压。然而，能实现这种结构的这种器件方案或驱动技术在本领域是未知的。另外，该结构所面临的问题以及解决这些问题的对策在本领域是未知的。

接着，在IPS模式半透射反射型LCD设备中，将考虑一种结构，其中，从发光侧，一个在另一个上连续地层叠第一偏振膜、第一λ/2膜、第一λ/4膜、第一LC层补偿膜(正或负λ/4膜)、LC层、第二LC层补偿膜(正或负λ/4膜)、第二λ/4膜、第二λ/2膜和第二偏振膜。在该结构中，将第一偏振膜、λ/2膜、λ/4膜和第二偏振膜、λ/2膜、λ/4膜排列成宽带λ/4膜。

如果第一和第二LC层补偿膜分别均为正λ/4膜，这些膜排列成其光轴以直角与LC分子的纵轴的方向交叉。另一方面，如果第一和第二LC层补偿膜分别为负λ/4膜，这些膜排列成其光轴与LC分子的纵轴的方向平行。因此，将LC层配置成λ/2膜。

因此，在LC分子的初始取向的状态中，第一和第二LC层补偿膜和LC层的有效迟滞Δnd总共为0，由此在透射区和反射区中均提供常黑模式中的暗图像。然而，在该结构中，如果双折射波长色散在LC层补偿膜和LC层间不同，不可能完全地执行偏振光的相位补偿。另外，难以执行用于LC层的间隙控制。因此，在显示暗图像期间，产生泄漏光和/或着色(色度偏移)。因此，用于补偿层的材料的双折射波长色散和LC层的波长色散需要彼此对应。因此，存在不能仅由器件结构解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种半透射反射型LCD设备，由于LC层的波长色散，能在显示暗图像时，降低着色或泄漏光。

本发明的另一目的是提供一种半透射反射型LCD设备，能消除在透射区和反射区间反转亮和暗图像有关的问题，而不要求用于处理LCD设备中的数据信号的复杂结构。

本发明提供一种半透射反射型液晶显示(LCD)器件，包括：液晶(LC)层，定义多个像素，每个具有透射区和反射区；在其间插入LC层的第一和第二偏振膜，第一偏振膜对透射区和反射区均有效，第二偏振膜对透射区有效；以及夹在第一偏振膜和LC层间的迟滞膜。

根据本发明的LCD设备，在第一偏振膜和LC层间提供的迟滞膜在显示暗图像时，补偿LC层的波长色散，从而抑制LCD设备的着色和/或泄漏光。迟滞膜可以充当550nm的波长的1/2-波长膜(或λ/2膜)。

参考附图，从下述描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更显而易见。

附图说明

图1A是表示根据本发明的第一实施例的半透射反射型LCD设备的结构的截面图，以及图1B和1C是图1A的结构的改进；

图2是表示根据本发明的第一实施例的LCD设备的结构的俯视图；

图3A和3B是在将像素数据信号提供给像素电极35和36之后，表示像素电极35和36的电位变化的波形图；

图4A是表示在特定阶段，用于反射区21的驱动信号的波形图，以及图4B是表示在相同特定阶段，用于透射区22的驱动信号的波形图；

图5A和5B是表示当施加图4A和4B中所示的信号时，反射和透射区中的光偏振状态的示意截面图；

图6A是表示在与图4不同的阶段，用于反射区21的驱动信号的波形图，以及图6B是表示在与图6A相同的阶段中，用于透射区22的驱动信号的波形图；

图7A和7B是表示当施加图6A和6B中所示的信号时，反射和透射区中的光偏振状态的示意截面图；

图8A和8B是分别通过模拟和表示暗状态中的电场分布和透光率获得的图；

图9是表示在像素电极35和36以及公用电极37正下方，反射膜16的结构的截面图；

图10A至10D表示用于制造TFT基板的过程的制作步骤，其中，图10A描述其俯视图，以及图10B至10D描述沿图10A中所示的各个线所做的截面图；

图11A和11B表示在图10A至10D的步骤之后的制作步骤，其中，图11A描述其俯视图，以及图11B描述沿图11B中的D-D’所做的截面图；

图12A至12D表示在图11A和11B的步骤之后的制作步骤，其中，图12A描述其俯视图，以及图12B至12D描述沿图12A中所示的各个线所做的截面图；

图13A至13D表示在图12A至12D的步骤之后的制作步骤，其中，图13A描述其俯视图，以及图13B至13D描述沿图13A中所示的各个线所做的截面图；

图14A至14D表示在图13A至13D的步骤之后的制作步骤，其中，图14A描述其俯视图，以及图14B至14D描述沿图14A中所示的各个线所做的截面图；

图15A至15D表示在图14A至14D的步骤之后的制作步骤，其中，图15A描述其俯视图，以及图15B至15D描述沿图15A中所示的各个线所做的截面图；

图16A和16B表示在图15A至15D的步骤之后的制作步骤，其中，图16A描述其俯视图，以及图16B描述沿图16A中的线E-E’所做的截面图；

图17A至17D表示在图16A和16B的步骤之后的制作步骤，其中，图17A描述其俯视图，以及图17B至17D描述沿图17A中所示的各个线所做的截面图；

图18是根据本发明的第二实施例的半透射反射型LCD设备的结构的示意截面图；

图19是表示相对于基板的表面，偏振膜的透光轴、LC层中的LC分子的纵轴的方向、λ/2膜的光轴的方向的适当组合的表；

图20是表示第二实施例的LCD设备中的光的偏振状态的示意图；

图21是表示在像素电极34和公用电极35正下方的反射膜16的截面图；

图22A是表示传统的半透射反射型LCD设备的示意截面图，以及图22B是表示当光通过第一偏振膜、LC层和第二偏振膜时，在图22A的LCD设备的反射和透射区中的光的偏振状态的示意图，以及

图23是表示在专利公开文献中所述的传统的半透射反射型LCD设备中的结构和光的偏振状态的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图，详细地描述本发明的实施例。图1A表示根据本发明的第一实施例的LCD设备的截面结构。通常用标号10表示的LCD设备包括第一偏振膜11、第一λ/2膜18、对向基板12和、LC层13、TFT基板14、第二λ/2膜19，以及第二偏振膜15，它们从LCD设备10的正面连续地分层。

LCD设备10配置成这样的半透射反射型LCD设备，其在LCD设备10的每一像素中具有反射区21和透射区22。在反射区21中，在TFT基板14上形成反射膜16和绝缘膜17。反射膜16反射通过第一偏振膜11入射的入射光。为增强光色散效应，反射膜16通常具有粗糙表面。

用于驱动LC分子的像素电极35和用于提供基准电位的公用电极37形成在反射区21中的绝缘膜17上。另一方面，像素电极36和公用电极38形成在透射区22中的TFT基板14上。反射区21使用由反射膜16反射的光作为用于在屏幕上表示图像的光源。LCD设备10在第二偏振膜15的下面具有背光单元(在该图中未示出)，以及透射区22使用该背光单元作为用于在屏幕上表示图像的光源。

在透射区22中，调整LC层13的单元间隙以便LC层13的迟滞呈现近λ/2。用于将迟滞设置成“近λ/2”的原因是通过实际上将迟滞设置在(λ/2)+α来获得有效迟滞λ/2。该余量α是必要的，因为当在LC层13上存在的施加电压旋转LC分子时，仅在单元间隙的中央区中旋转LC分子，而在两个基板附近，LC分子的旋转被抑制。假定将LC层13的迟滞设置在Δnd＝300nm，在存在施加电压时的有效迟滞呈现Δnd_eff＝λ/2＝550/2＝275nm。另一方面，在反射区21中，调整单元间隙以便通过为绝缘膜17设置适当厚度，使得在存在施加电压时的LC层13的有效迟滞呈现λ/4。

在透射区22中，在显示暗图像时，从背光单元发出并通过第二偏振膜15的线性偏振光通过第二λ/2膜19、LC层13和第一λ/2膜18，并进入第一偏振膜11。在LCD设备10的结构中，设置偏振轴的角度和LC分子的纵轴的方向以便进入第一偏振膜11的光呈现线性偏振光，并且其偏振方向对应于第一偏振膜11的吸收轴的方向。另外，把在显示暗图像时的LC层13的光轴的方向(或光轴+90度)和进入LC层13的光的偏振方向之间的角度θ1设置成满足下述关系：

0度<θ1<45度，

并且最好满足下述关系：

0度<θ1≤22.5度。

在下面的描述中，将第一偏振膜11的透光轴的方向设置在27度，第一λ/2膜18的光轴的方向设置在109.5度，第二偏振膜15的透光轴设置在63度，第二λ/2膜19的光轴的方向设置在70.5度，在不施加电压时的LC层13中的LC分子的纵轴的方向设置在90度，并且从第二λ/2膜19进入LC层13的线性偏振光和LC分子的光轴的方向(纵轴的方向)之间的角度θ1设置在12度。

图1B和1C表示图1A的改进。在图1B中，在透射和反射区21和22二者中，在LC层13和对向基板12之间提供λ/2膜18，而在图1C中，仅在反射区中，在LC层13和对向基板12之间提供充当与LC层13有关的λ/4膜的迟滞膜18a。在本发明的LCD设备中，在第一偏振膜11和LC层13之间，提供迟滞膜18或18a是足够的。

图2表示图1A中所示的LCD设备10的TFT基板14的俯视图，描述其中的单一像素的结构。在TFT基板14上形成彼此直角相交的栅极线31和数据线32。在栅极线31和数据线32之间的交点附近，分别在反射区21和透射区22中形成TFT 33和34。TFT 33和34的栅极连接到栅极线31，并且其源极和漏极之一连接到数据线32。TFT 33和34的源极和漏极中的另一个分别连接到反射区21中的像素电极35以及透射区22中的像素电极36。

第一和第二公用电极37和38分别对应于每一像素的反射区21和透射区22，并且具有沿栅极线31延伸的部分和向像素的显示区凸出的部分。第一公用电极37形成在反射区21中、在基板平面内与像素电极35相对的位置。第二公用电极38形成在透射区22中、在基板平面内与像素电极36相对的位置。具有预定信号波形并且被LCD设备10中的像素阵列共用的信号提供给第一和第二公用电极37和38。在反射区21中，由对应于像素电极35和第一公用电极37之间的电位差的电场来控制LC层13的取向。在透射区22中，由对应于像素电极36和第二公用电极38之间的电位差的电场来控制LC层13的取向。

将用于反射区21的像素电极35和用于透射区22的像素电极36连接到各个TFT 33和34。TFT 33和34连接到公用栅极线31和公用数据线32，由此，当TFT 33和34导通时，将公用数据信号写入像素电极35和36中。尽管公用数据信号被写入用于反射区21的像素电极35和用于透射区22的像素电极36，但反射区21和透射区22使用各自的TFT 33和34和各自的像素电极35和36的原因在于，在TFT 33和34已经截止之后，在透射区22中的像素电极36和反射区21中的像素电极35之间，电位波动不同。

图3A和3B表示在已经将公用像素信号提供给像素电极35和36之后，像素电极35和36的电位分布。例如，在栅极线反转驱动方案中，逐线反转驱动信号的极性，由此，在将栅极信号脉冲应用于栅极线31和在下一帧中将栅极信号脉冲另外应用于栅极线31之间的时间周期期间，根据每一线的极性反转，重复反转第一和第二公用电极37和38的电位。

由于在该阶段TFT 33和34被截止，所以像素电极35和36与数据线32断开，处于浮置状态中，如图3A和3B所示，其电位根据第一和第二公用电极37和38的电位分布而波动，同时由于像素电极35和第一公用电极37之间以及像素电极36和第二公用电极38之间的耦合电容，其保持写信号时的电位差。如上所述，在提供像素信号之后，像素电极35和36的电位分布在反射区21和透射区22之间不同。因此，在反射区21和透射区22之间应当分开像素电极。

图4A表示在特定阶段，反射区21的驱动信号波形，以及图4B表示在相同的特定阶段，透射区22的驱动信号波形。由具有交流电压的第一和第二公用信号来驱动LCD设备10，以及在每一像素中，在每一帧中，在例如0V和5V间反转施加到第一和第二公用电极37和38的电位(信号)，如图4A和4B所示。另外，把施加到第一公用电极37的第一公用信号的反转信号施加到第二公用电极38，作为第二公用信号。

将范围在例如0V和5V之间的特定像素信号提供给像素电极35和36。由于TFT 33和34连接到公用数据线32，将公用像素信号提供给像素电极35和36。如图4A中所示，当在第i(i是自然数)帧中，将0V数据信号提供给像素电极35以及将5V公用信号施加到第一公用电极37时，像素电极35和第一公用电极37之间的电位差呈现5V。因此，在反射区21中，由对应于5V电位差的电场驱动LC层13。在该阶段，将0V信号提供给第二公用电极38，由此像素电极36和第二公用电极38之间的电位差呈现0V。因此，在透射区22中，LC层13中的LC分子没有被驱动。

图5A和5B分别表示在应用图4A和4B中所示的信号时，反射区21和透射区22中的光的偏振。当施加图4A中所示的信号时，由于像素电极35和第一公用电极37之间的电场，使反射区21中的LC层13中的LC分子的取向方向旋转33度(＝45度-θ1(＝12度))。即，使LC分子的纵轴的方向从90度改变到57度。

在反射区21中，如图5A所示，已经从LCD设备的外面进入第一偏振膜11的光已经通过第一偏振膜11而呈现27度线性偏振光。在通过第一λ/2膜18之后，27度线性偏振光的偏振方向改变成12度，并且相对于LC层的光轴，12度线性偏振光以45度的入射角进入LC层13。该入射光的偏振在通过LC层13时改变而呈现逆时针循环偏振光。

然后，由反射膜16反射逆时针循环偏振光，使其改变成顺时针循环偏振光。该顺时针循环偏振光再次通过LC层13而呈现102度线性偏振光，然后，其通过第一λ/2膜18而呈现117度线性偏振光。因此，由反射膜16反射的光不能通过第一偏振膜11，导致反射区21呈现暗状态。

尽管由于LC层13上的窄间隙，在反射区21中增加了用于将LC分子维持在恒定取向角的驱动电压，但由于角度θ1被设置在12度，所以使驱动LC分子的取向角降低到33度。因此，与使LC分子旋转45度的情形相比，能够使驱动电压下降到0.9倍。

另一方面，在施加图4B中所示的信号的状态下，在像素电极36和第二公用电极38之间不产生电场，由此使透射区22中的LC分子的取向的方向保持在90度。在透射区22中，如图5B所示，在通过第二λ/2膜19之后，通过第二偏振膜15的63度线性偏振光被改变成78度线性偏振光，然后进入LC层13。LC层中的LC分子的纵轴的方向处于90度。因此，已经进入LC层13的78度线性偏振光在通过LC层13之后，呈现102度线性偏振光。然后，102度线性偏振光在通过第一λ/2膜18之后，呈现117度线性偏振光，其不能通过具有27度的透光轴的第一偏振膜11，结果，透射区22呈现暗状态。

如上所述，通过反转施加到第一公用电极37的第一公用信号以便将反转公用信号施加到第二公用电极38，能够在将公用像素信号提供给像素电极35和36的同时，仅在反射区21中改变LC层13中的LC分子的取向的方向。结果，当在反射区21中表示暗状态时，能够在透射区22中实现暗状态。因此，能够在反射和透射区二者中显示暗状态，而无需将不同像素信号提供给反射和透射区21和22。

图6A表示在与图4所示的阶段不同的阶段中，反射区21的驱动信号波形，以及图6B表示在与图6A相同的阶段中，透射区22的另一驱动信号波形。图7A和7B表示当施加图6A和6B所示的信号时，反射和透射区21和22中的光的偏振。在施加图6所示的信号的状态下，在像素电极35和第一公用电极37之间不产生电场，由此使反射区21中的LC分子的取向的方向保持在90度。

在反射区21中，如图7A所示，通过第一偏振膜11和第一λ/2膜18的12度线性偏振光通过LC层13，由反射膜16反射，并且再次通过LC层13而呈现12度线性偏振光。该12度线性偏振光通过第一λ/2膜18而呈现51度线性偏振光，其进入第一偏振膜11。由于第一偏振膜11的透光轴的方向处于27度，呈现51度线性偏振光并由反射膜16反射的光的所有分量向第一偏振膜11传播；然而，不能通过第一偏振膜11。在这种状态下，获得实现最高亮度的最高反射率，由此，反射区21呈现亮状态。

在亮状态中，从反射膜16进入第一偏振膜11的光的偏振方向与第一偏振膜11的透光轴的方向之间的角度偏差能够由θ1×2表示。更具体地说，如果将角度θ1设置在0度，则能够显示最亮图像，例如，当将θ1设置在12度时所获得的反射率呈现将θ1设置在0度的情形下的0.9倍。

如上所述，通过增加角度θ1，能够降低驱动LC分子的角度，从而降低驱动电压。然而，在减小驱动电压和增加反射率之间的关系中存在折衷。在设计LCD设备时，应该在考虑驱动电压和反射率之间的平衡的情况下来设置角度θ1。

在施加图6B所示的信号的状态下，由于像素电极36和第二公用电极38之间的电场，使透射区22中的LC层13中的LC分子的取向的方向旋转45度。因此，在透射区22中，如图7B所示，在通过LC层13之后，使通过第二偏振膜15和第二λ/2膜19的78度线性偏振光相对于显示暗图像时的角度旋转90度，从而呈现12度线性偏振光。然后，该12度线性偏振光进入第一λ/2膜18而呈现27度线性偏振光，其进入第一偏振膜11。因此，透射区22呈现亮状态。

如上所述，通过反转施加到第一公用电极37的信号以便将反转信号施加到第二公用电极38，在反射区21中表示亮图像时，能够在透射区22中实现亮状态。因此，通过使用图6A和6B所示的信号，能够在反射和透射区二者中实现亮状态。

在本实施例中，将公用电极分成第一和第二公用电极37和38，以便第一和第二公用电极37和38分别对应于反射区21和透射区22。允许在反射区21和透射区22之间反转施加到LC层1 3的电场的大小的相反信号或反转信号被提供给第一和第二公用电极37和38。这允许每一像素的反射区21和透射区22提供相同图像，而无需将不同像素信号提供给反射区21和透射区22，从而消除必须在IPS模式半透射反射型LCD设备中的每一像素的反射区和透射区之间施加反转数据信号的缺点。

在图1C所示的LCD设备10b的结构中，仅在反射区中提供的并充当与LC层13有关的λ/4膜的迟滞膜18a具有与在传统的结构中所述的LC层13类似的功能。更具体地说，通过第一偏振膜11的90度线性偏振光通过LC层13和迟滞膜18a。由于已经通过LC层13和迟滞膜18a的光的偏振方向从LC分子的纵轴的方向偏离45度，并且将液晶和迟滞膜18a的组合的迟滞设置在λ/4，所以通过LC层13和迟滞膜18a的90度线性偏振光呈现顺时针循环偏振光，其进入反射膜。通过反射膜来该反射顺时针循环偏振光，使其改变成逆时针循环偏振状态。已经进入LC层13的逆时针循环偏振光再次通过它，以便改变成水平(0度)线性偏振光。然后，水平线性偏振光进入第一偏振膜11。由于第一偏振膜11的偏振轴的方向处于90度，所以由反射膜反射的光不能通过第一偏振膜11，导致暗图像(黑)被表示在屏幕上。因此，图1C的结构提供了与通过图1A的结构获得的功能类似的功能。

在表示本实施例的图1A的结构中，在显示暗图像时，LC层13的取向的方向和进入LC层13的光的偏振方向之间的角度θ1被设置成满足关系：

0度<θ1<45度，

以及最好满足下述关系：

0度<θ1 ≤22.5度。

结果，根据本实施例的LCD设备与传统的半透射反射型LCD设备50a(图23)相比，能够在显示暗图像时，降低由LC层13的波长色散特性而引起的不利影响，从而防止暗状态中的泄漏光。

在典型的TN模式LCD设备中，由反射像素电极来构造反射膜，其中向反射像素电极提供根据所需灰度级的用于驱动LC层的像素信号。另一方面，由于在IPS模式中，通过像素电极35和公用电极(第一公用电极)37之间的生成的电场来驱动LC层13，所以能够任意地确定施加到反射膜16的电位。在下述描述中，将论述反射膜16的电位施加在反射区21中的图像上的影响。

由模拟获得的图8A和8B通过使用等电位线表示LC层中的电场分布，并通过使用等透射率线以及灰度级电平表示透光率，二者均在暗状态下。图8A表示施加5V信号的像素电极35和施加0V信号的公用电极37将反射膜即反射电极16的电位保持在其间的中间电位(2.5)的情形。图8B表示像素电极35施加5V信号并且公用电极37施加0V信号，以及将反射膜16的电位保持在与公用电极37相同的电位(0V)的情形。

如果反射膜16的电位呈现像素电极35和公用电极37之间的中间电位，如图8A所示，尽管在像素电极35和公用电极37上出现泄漏光而增加了透射率，但在两个电极间的部分处抑制了泄漏光，而降低了透光率。另一方面，如果反射膜16的电位呈现与公用电极37相同的电位，如图8B所示，在公用电极37的附近，泄漏光增加，如由粗箭头所示，从而增加了该区域中的透光率。这被认为由于像素电极35和反射膜16之间的电场很强的事实，所以设想在像素电极35和公用电极37之间收敛的电力线指向反射膜16，结果，公用电极37附近的LC分子没有被充分地驱动。

上述模拟揭示了优选反射膜16的电位处于像素电极35和公用电极37之间的中间电位。关于这一点，能够通过将所需电位直接施加到反射膜16，来控制反射膜16的电位。在另一方案中，能够通过电容耦合，来控制反射膜16的电位，同时采用其浮置状态。例如，如果要采用浮置电位，在反射膜16的正下方，形成能够施加像素电极15的电位的互连和能够施加公用电极37的电位的另一互连，以便互连之间的面积比呈现1∶1，由此将反射膜16的电位控制在像素电极35和公用电极37之间的中间电位。

由于如图8A所示，在像素电极35和公用电极37上出现泄漏光，在不使用适当的对策的情况下，不能充分地降低在显示暗图像时的亮度。为抑制泄漏光的影响，应当进行构图以便在像素电极35或公用电极37正下方，不形成反射膜16，如图9所示。这降低了在形成像素电极35和公用电极37的位置上观察到的反射光的亮度，从而在显示暗图像时，降低亮度。

在下文，将参考图10A至10D到图17A至17D，描述用于图1A中所示的TFT基板14的制作过程，表示制作的各个步骤。在这些图的每一个中，具有附有图号的“A”字母的图是在特定步骤中的TFT基板的俯视图，以及具有附有“B”至“D”的相同图号的其他图是表示与相应编号的附图相同的步骤并分别沿着图10A所示的线A-A’、B-B’和C-C’截取的截面图，除非另外指出。

首先，以如图10A所示的图案在TFT基板的基板体上形成图2中所示的栅极线31、第一公用电极线37a和第二公用电极线38a。在该步骤获得的反射区21、透射区22以及反射区21和透射区21之间的界面(台阶部分)的各截面分别如图10B至10D所示。在反射区21中，将第一电极线37a形成为在显示区中凸出，从而将电位提供给反射膜16。此后，通过绝缘膜覆盖栅极线31、第一电极线37a以及第二公用电极线38a。

随着，如图11A所示，提供用于在其上形成TFT 33的半导体层39。如图11B所示，将半导体层39形成为重叠栅极线或栅极电极31。此后，以如图12A所示的图案形成像素电极线35a和36a。像素电极线35a连接到TFT 33的源/漏极路径的末端中的一个，以及像素电极线36a连接到TFT 34的源/漏极路径的末端中的另一个。

在该步骤中获得的反射区21、透射区22以及反射区21和透射区22之间的界面的各截面分别如图12B至12D所示。在反射区21中，在像素电极线35a的相邻两个之间形成第一公用电极线37a。形成第一公用电极线37a以便像素电极线35a和第一公用电极线37a之间的面积比在该显示区中为1∶1。通过该结构，能够将像素电极35和第一公用电极37的电位之间的中间电位施加到稍后形成的反射膜16。在形成第一和第二公用电极线37a和38a之后，通过绝缘膜覆盖这些线。

随后，在其上形成具有粗糙表面的涂覆(OC)层40，如图13A至13D所示。在粗糙OC层40上形成铝(Al)层，并且以如图14A所示的图案在反射区21中在其上形成反射膜16。在该阶段所获得的反射区21、透射区22以及反射区21和透射区22之间的界面的各截面分别如图14B至14D所示。如图14B所示，在反射区21中，在像素电极35和第一公用电极37的正下方的区域中，有选择地蚀刻Al层，以便在其中形成具有开口的反射膜16。

在形成反射膜16之后，以如图15A所示的图案形成平的OC层41。形成平的OC层41导致反射区21和透射区21之间的界面上的台阶差，如图15B至15D所示，结果，在各个区中调整单元间隙。此后，在图16A所示这些部分中覆盖像素电极线35a、36a以及第一和第二公用电极线37a、38b的绝缘膜中，形成接触孔42以便暴露像素电极线35a、36a，以及第一和第二公用电极线37a和38a(图16B)。

在形成接触孔之后，以如图17A所示的图案在平的OC层41上形成像素电极35和36以及第一和第二公用电极37、38。在该阶段获得的反射区21、透射区22以及反射区21和透射区22之间的界面的各截面分别如图17B至17D所示。在该制作工艺中，将这些电极通过接触孔 42连接到像素电极线35a、36a以及第一和第二公用电极线37a、38a。用这种方式，获得根据本实施例的用于半透射反射型LCD设备10的TFT基板14。

图18表示根据本发明的第二实施例的半透射反射型LCD设备的截面结构。根据第二实施例的通常用标号10a表示的LCD设备与如图1A所示的第一实施例的LCD设备10类似，除了在TFT基板14和第二λ/2膜19之间放置迟滞膜20之外。在本实施例中，在透射区22中，显示暗图像时进入LC层13的线性偏振光的偏振方向与LC层的光轴的方向之间的角度θ1被设置在0度。

假定迟滞膜20在慢轴方向中具有折射率nx，在快轴方向中具有折射率nu，在厚度方向中具有折射率nz，以及厚度为d，那么满足下述关系：

(nx-nz)/(nx-ny)≤0.3；或

(nx-nz)/(nx-ny)＝1.0。另外，将由

(nx-ny)×d

定义的值设置成近似等于LC层13的迟滞。

放置迟滞膜20以便在LC层13中的LC分子的纵轴的方向与迟滞膜20的快轴的方向彼此平行或垂直。如果迟滞膜20满足下述关系：

(nx-nz)/(nx-ny)＝1.0

并且与LC层的光轴平行放置，那么最好使用具有这样结构的迟滞膜20，其中双折射的波长色散是反色散(reverse dispersion)。

图19表示具有偏振轴和光轴的方向的适当关系的偏振膜、LC层和迟滞膜的组合。在该表中，列中输入的值表示偏振膜11和15的透光轴的方向的角度、LC层13中的LC分子的纵轴的方向、第一和第二λ/2膜18、19的面内光轴的方向，以及迟滞膜20的面内光轴的方向。在图19所示的组合中，把通过第二偏振膜15、第二λ/2膜19以及迟滞膜20并进入LC层13的光的偏振方向确定为平行或垂直于LC层13中的LC分子的纵轴的方向。为了防止在透射区22中显示暗图像时泄漏光量增加，确定该结构，用于迟滞膜的厚度方向的折射率Nz为Nz≤0.3和Nz＝0的每一情形。

将参考图20，描述在采用图19所示的组合的LCD设备10a中获得的图像。将首先描述暗图像的图像。在表示暗状态时，可以施加图4A和4B所示的信号，从而将反射区21中的LC层13中的LC分子的纵轴的方向旋转到45度的方向，而将透射区22中的LC层13的LC分子的纵轴的方向保持在90度。

在透射区22中，使从背光单元发出的光通过具有处于75度的透光轴的第二偏振膜15，其等于光吸收轴减15度，以便呈现75度线性偏振光。然后，使75度线性偏振光通过第二λ/2膜19。在该阶段，使75度线性偏振光的偏振方向旋转等于其与第二λ/2膜19的光轴的方向82.5度之间的差值的两倍的角度，从而呈现90度或270度线性偏振光。

使90度线性偏振光通过迟滞膜20和LC层13，以及使偏振轴保持在90度。因此，使90度线性偏振光通过第一λ/2膜18而呈现105度线性偏振光，其进入第一偏振膜11。由于第一偏振膜11的透光轴处于15度，所以从背光单元透射的光不能通过第一偏振膜11，导致显示暗图像。

尽管进入迟滞膜20和LC层13的光的分量，除了具有550nm的波长的分量之外，由于通过第一和第二λ/2膜18和19的波长色散而呈现椭圆形的偏振光，但是迟滞膜20补偿除了具有波长550nm的分量之外的进入LC层13的线性偏振光的分量的波长色散，从而抑制在发光侧的泄漏光或着色。

在反射区21中，然后，通过具有处于15度的透光轴的第一偏振膜11的15度线性偏振光通过第一λ/2膜18而呈现0度(或180度)线性偏振光，其进入LC层13。已经进入LC层13的0度线性偏振光在通过LC层13时，呈现逆时针循环偏振光。

然后，逆时针循环偏振光被反射膜16反射而呈现顺时针循环偏振光。该顺时针循环偏振光通过LC层13而呈现90度线性偏振光，其进入第一λ/2膜18。然后，90度线性偏振光在通过第一λ/2膜18时呈现105度线性偏振光。该105度线性偏振光不能通过第一偏振膜11，导致显示暗图像。

接着，将给出亮图像的描述。在表示亮图像时，可以施加图6A和6B所示的信号，由此使在透射区22中的LC层13中的LC分子的纵轴的方向旋转到45度的方向，而反射区21中的LC层13中的LC分子的纵轴的方向保持在90度。

在透射区22中，从背光单元发出的光通过具有处于75度的透光轴的第二偏振膜15而呈现75度线性偏振光。然后，该75度线性偏振光通过第二λ/2膜19，呈现90度(或270度)线性偏振光，其进入迟滞膜20和LC层13。由于迟滞膜20的光轴的方向和进入迟滞膜20的光的偏振方向彼此平行，所以该90度线性偏振光通过迟滞膜20，其偏振轴保持在90度。然后，该90度线性偏振光在通过LC层13时，呈现0度线性偏振光。然后，该0度线性偏振光通过第一λ/2膜18而呈现15度线性偏振光。该15度线性偏振光通过第一偏振膜11，导致表示亮图像。

在反射区21中，通过具有处于15度的透光轴的第一偏振膜11的15度线性偏振光然后通过第一λ/2膜18，呈现0度(180度)线性偏振光，其进入LC层13。已经进入LC层13的0度线性偏振光通过LC层13，其偏振轴保持在0度，由反射膜16反射并再次通过LC层13。通过LC层13的0度线性偏振光通过第一λ/2膜18，呈现15度线性偏振光。15度线性偏振光通过第一偏振膜11，导致表示亮图像。

在第一实施例中，将角度θ1设置成满足下述关系：

0度<θ1<45度，

以及最好满足下述关系：

0度<θ1≤22.5度。

因而，可以通过LC层13的迟滞，来抵消第一λ/2膜和第二λ/2膜19之间的相位差。然而，在本实施例中，将θ1设置在0度，从而由于第一λ/2膜18和第二λ/2膜19之间的相位差的累积，在一些情况下，可以在透射区22中观察到暗图像朝向蓝色的着色。在本实施例中，迟滞膜20执行光学补偿，从而解决这一问题。

尽管在第一实施例中，在反射区21中，在像素电极35、36以及第一和第二公用电极37和38的正下方不形成反射膜16，但本发明不限于这种结构，只要在这些电极的正下方的部分不充当光源。例如，如图21所示，能平坦地形成位于电极35或37的正下方的反射膜16的部分。在这种情况下，在电极的正下方的部分中不发生散射反射，提供了比其他部分更暗的部分。结果，可以降低在电极上观察到的泄漏光的影响。另外，尽管角度θ1在第一实施例中大于0度，但可以将θ1设置在0度。

在LCD设备中，通过使用其慢轴彼此不平行或垂直地一个层叠在另一个上的多个迟滞膜，可以实现宽的波长范围。这在例如由TakahiroIshinabe，Tetsuya Miyashita以及Tatsuo Uchida在2001年1月所写的“Retardation film and polarizer having a wider viewing angle and a largewavelength range”(Shingakugiho)，pp.56中描述过。也能够将LC层13视作一种迟滞膜。因此，即使忽略第二λ/2膜19，通过层叠第一λ/2膜18和LC层13，也能够实现宽的波长范围。在这种情况下，设置第二偏振膜15的透光轴，使得LC层13的光轴的方向与入射光的偏振方向之间的角度呈现θ1。更具体地说，如果LC分子的纵轴的方向处于90度以及θ1为12度，那么应当将第二偏振膜15的透光轴设置在78度。然而，应注意到λ/2膜的波长色散通常小于LC层13的波长色散，从而最好使用第一和第二λ/2膜18和19的层结构，以便实现更宽波长范围。

如上所述，本发明的半透射反射型LCD设备特别在显示暗图像时实现了降低着色和/或泄漏光。

如结合上述实施例的LCD设备所述，每一像素可以包括由共同提供给透射区和反射区的像素数据信号驱动的像素电极，由共同提供给多个像素的反射区的第一公用信号驱动第一公用电极，以及由共同提供给多个像素的透射区的第二公用信号驱动第二公用电极。

另外，在显示暗图像时在透射区中的LC层的光轴和入射在LC层上的光的偏振方向之间的角度θ1可以满足下述关系：

0度≤θ1<45度。

另外，角度θ1可以满足下述关系：

0度≤θ1≤22.5度。

另外，在显示暗图像时在反射区中的LC层的光轴和入射在LC层上的光的偏振方向之间的角度θ2可以满足下述关系：θ2＝45度。

另外，在显示暗图像时，入射在第二偏振膜上的光的偏振方向和第二偏振膜的光吸收轴可以彼此对齐。

另外，LCD设备可以在第二偏振膜和LC层之间包括另一1/2波长膜。

另外，在显示暗图像时在透射区中的LC层的光轴和入射在LC层上的光的偏振方向间的角度θ1可以为0度，以及LCD设备可以进一步包括夹在另一1/2波长膜和LC层之间的迟滞膜。

另外，迟滞膜可以具有满足下述关系的光特性：

-0.3≤(nx-nz)/(nx-ny)≤0.3；或

(nx-nz)/(nx-ny)＝1.0，

其中nx、ny、nz和d分别是迟滞膜的慢轴的折射率、快轴的折射率、厚度方向中的折射率和厚度；其中LC层具有基本上等于(nx-ny)×d的迟滞；以及迟滞膜的快轴平行或垂直于LC层的光轴。

另外，LC层可以包括均匀取向(homogeneously-oriented)的液晶。

另外，可以与同步信号同步地反转第一和第二公用信号，以及第一公用信号可以基本上是第二公用信号的反转信号，反之亦然。

另外，每一像素可以包括在透射区中的第一像素电极、在反射区中的第二像素电极、用于将数据信号提供给第一像素电极的第一开关器件，以及用于将数据信号提供给第二像素电极的第二开关器件。

另外，反射区可以包括保持在像素电极的电位和第一公用电极的电位之间的中间电位的反射膜。

另外，可以通过来自像素电极和第一公用电极的电容耦合，提供反射膜的中间电位。

另外，可以通过中间电位生成器，提供反射膜的中间电位。

另外，反射膜可以具有在像素电极和第一公用电极的正下方的开口。

另外，反射膜可以具有在像素电极和第一公用电极的正下方的区域中的平坦表面，以及在其他区中的粗糙表面。

另外，每一像素可以包括在所述透射区中的第一像素电极、在所述反射区中的第二像素电极、用于将数据信号提供给所述第一像素电极的第一开关器件，以及用于将所述数据信号提供给所述第二像素电极的第二开关器件。

另外，根据本发明的半透射反射型LCD设备可以包括第一公用电极和第二公用电极，其中第一公用电极包括共同连接并放置在多个所述像素的所述反射区中的多个公用电极，第二公用电极包括共同连接并放置在多个所述像素的所述透射区中的多个公用电极。

另外，所述第一公用电极和所述第二公用电极中的一个可以接收通过反转施加到所述第一公用电极和所述第二公用电极的另一个的公用信号而获得的公用信号。

另外，所述第一和第二开关器件可以连接到公用数据线，以及由单独的控制线驱动。

另外，所述第一和第二开关器件可以分别连接到第一数据线和第二数据线。

另外，所述第一和第二公用电极中的一个可以施加从下述电压变换器输出的第一数据信号，所述电压变换器用于变换施加到所述第一和第二公用电极的另一个的第二数据信号。

另外，所述电压变换器可以包括用于存储第二数据信号的数据存储器，以及用于变换所述第二数据信号的灰度级以便输出所述第一数据信号的灰度级变换器。

另外，所述电压变换器包括查找表，用于变换灰度级。查找表可以以相关的方式将最大灰度级和最小灰度级制成表格。查找表可以由逻辑门构成。

另外，该半透射反射型LCD设备可以进一步包括第一公用电极和第二公用电极，其中第一公用电极包括共同连接并布置在多个所述像素的所述反射区中的多个公用电极，第二公用电极包括共同连接并布置在多个所述像素的所述透射区中的多个公用电极。

另外，可以以用于通过所述第一开关器件或所述第二开关器件写入数据的开关时序，反转在所述第一和第二公用电极中写入的电位。

一种用于驱动本发明的半透射反射型LCD设备的方法可以包括步骤：生成第一数据信号和第二数据信号，它们之间具有特定电位关系；以及将所述第一数据信号和第二数据信号分别施加到所述反射区和所述透射区。

在本发明的方法中，所述第一数据信号和所述第二数据信号之间的所述关系可以是这样的，当相应的所述第二数据信号呈现最小灰度级电位时，所述第一数据信号呈现最大灰度级电位。

本发明的方法可以进一步包括将第一公用电极信号施加到放置在多个所述像素的所述反射区中的第一公用电极，以及将第二公用电极信号施加到放置在多个所述像素的所述透射区中的第二公用电极的步骤，所述第一公用电极信号具有不同于所述第二公用电极信号的电位的电位。

该LCD设备可以包括：第一开关器件，用于将数据线耦合到所述第一像素电极；以及第二开关器件，用于将所述数据线耦合到所述第二像素电极；第一栅极线，用于控制所述第一开关器件；第二栅极线，用于控制所述第二开关器件；以及所述方法可以进一步包括步骤：在时分方案中，导通所述第一和第二开关器件，以将公用数据信号施加到所述第一和第二像素电极；在将所述公用数据信号施加到所述第一像素电极期间，将第一公用电极信号施加到公用电极；以及在将所述公用数据信号施加到所述第二像素电极期间，将第二公用电极信号施加到所述公用电极，所述第一公用电极信号具有不同于所述第二公用电极信号的电位的电位。

该LCD设备可以包括：第一开关器件，用于将第一数据线耦合到所述第一像素电极；第二开关器件，用于将第二数据线耦合到所述第二像素电极，并且本发明的方法可以进一步包括步骤：将所述第一和第二数据信号分别施加到所述第一和第二数据线。

在本发明的方法中，可以从所述LCD设备外部提供所述第一和第二数据信号中的一个，以及所述第一和第二数据信号中的另一个具有通过使用查找表，从所述第一和第二数据信号中的所述一个的灰度级转换的灰度级。

在本发明的方法中，所述查找表可以是对所述反射和透射区二者获得类似的γ特性。

本发明的LCD设备可以包括单一公用电极，用于多个所述像素的所述反射区和所述透射区，并且本发明的方法可以进一步包括步骤：在写入所述第一数据信号时，向所述单一公用电极施加第一公用电极信号；以及在写入所述第二数据信号时，向所述单一公用电极施加第二公用电极信号。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，根据本发明的半透射反射型LCD设备不限于上述实施例，以及通过进行上述实施例的结构的各种改进和改变获得的半透射反射型LCD设备将落在本发明的范围内。

Claims (35)

1.一种半透射反射型液晶显示器件，包括：

液晶层，限定多个像素，每个像素具有透射区和反射区，至少所述透射区在横向电场模式中操作；

第一和第二偏振膜，在它们中间夹入所述液晶层，所述第一偏振膜对所述透射区和所述反射区均有效，所述第二偏振膜对所述透射区有效；以及

迟滞膜，夹在所述第一偏振膜和所述液晶层间，

其中，所述像素的每一个包括由共同提供给所述透射区和所述反射区的像素数据信号驱动的像素电极，由共同提供给所述多个像素的所述反射区的第一公用信号驱动的第一公用电极，以及由共同提供给所述多个像素的所述透射区的第二公用信号驱动的第二公用电极。

2.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述迟滞膜充当550nm波长的1/2波长膜。

3.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，在显示暗图像时在所述透射区中的所述液晶层的光轴和入射在所述液晶层上的光的偏振方向间的角度θ1满足下述关系：

0度＜θ1＜45度。

4.如权利要求3所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述角度θ1满足下述关系：

0度＜θ1＜22.5度。

5.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，在显示暗图像时所述反射区中的所述液晶层的光轴与入射在所述液晶层上的光的偏振方向间的角度θ2满足下述关系：θ2＝45度。

6.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，在显示暗图像时入射在所述第二偏振膜上的光的偏振方向和所述第二偏振膜的光吸收轴彼此对齐。

7.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，进一步包括在所述第二偏振膜和所述液晶层间的另一1/2波长膜。

8.如权利要求7所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，在显示暗图像时所述透射区中的所述液晶层的光轴和入射在所述液晶层上的光的偏振方向间的角度θ1为0度，进一步包括夹在所述另一1/2波长膜和所述液晶层间的另一迟滞膜。

9.如权利要求8所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，

所述另一迟滞膜具有满足下述关系的光学特性：

-0.3≤(nx-nz)/(nx-ny)≤0.3；或

(nx-nz)/(nx-ny)＝1.0，

其中，nx，ny，nz和d分别是所述另一迟滞膜的慢轴的折射率、快轴的折射率、厚度方向中的折射率和厚度；

所述液晶层具有基本上等于(nx-ny)×d的迟滞；以及

所述另一迟滞膜的所述快轴平行或垂直于所述液晶层的所述光轴。

10.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述液晶层包括均匀取向的液晶。

11.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，与一同步信号同步地反转所述第一和第二公用信号，以及所述第一公用信号基本上是所述第二公用信号的反转信号。

12.如权利要求1所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述像素的每一个包括在所述透射区中的第一像素电极、在所述反射区中的第二像素电极、用于将数据信号提供给所述第一像素电极的第一开关器件，以及将所述数据信号提供给所述第二像素电极的第二开关器件。

13.如权利要求12所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述反射区包括保持在所述第二像素电极的电位和所述第一公用电极的电位间的中间电位的反射膜。

14.如权利要求13所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，通过来自所述第二像素电极和所述第一公用电极的电容耦合，提供所述反射膜的所述中间电位。

15.如权利要求13所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，通过一中间电位生成器，提供所述反射膜的所述中间电位。

16.如权利要求13所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述反射膜具有在所述第二像素电极和所述第一公用电极下的开口。

17.如权利要求13所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述反射膜具有在所述第二像素电极和所述第一公用电极下的区域中的平面，以及在其他区中的粗糙表面。

18.如权利要求12所述的半透射反射型液晶显示器件，其中：

所述第一公用电极包括共同连接并位于多个所述像素的所述反射区中的多个公用电极，并且所述第二公用电极包括共同连接并位于多个所述像素的所述透射区中的多个公用电极。

19.如权利要求18所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述第一公用电极和所述第二公用电极的一个接收通过反转施加到所述第一公用电极和所述第二公用电极的另一个的公用信号获得的公用信号。

20.如权利要求12所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述第一和第二开关器件连接到公用数据线，以及由分别的控制线驱动。

21.如权利要求12所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述第一和第二开关器件分别连接到第一数据线和第二数据线。

22.如权利要求20所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述第一公用电极被施加从用于转换施加到所述第二公用电极的所述第二公用信号的电压变换器输出的所述第一公用信号。

23.如权利要求22所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述电压变换器包括：

数据存储器，用于存储所述第二公用信号，以及

灰度级变换器，用于变换所述第二公用信号的灰度级以便输出所述第一公用信号。

24.如权利要求23所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述电压变换器包括查找表，用于变换所述灰度级。

25.如权利要求24所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述查找表将所述灰度级的最大值和所述灰度级的最小值以相关的方式制成表格。

26.如权利要求25所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，所述查找表由逻辑门构成。

27.如权利要求20所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，

所述第一公用电极包括共同连接并位于多个所述像素的所述反射区中的多个公用电极，所述第二公用电极包括共同连接并位于多个所述像素的所述透射区中的多个公用电极。

28.如权利要求12所述的半透射反射型液晶显示器件，其中，在切换用于通过所述第一开关器件或所述第二开关器件写入数据时，反转将在所述第一和第二公用电极中写入的电位。

29.一种用于驱动半透射反射型液晶显示器件的方法，所述半透射反射型液晶显示器件包括：

液晶层，限定多个像素，每个像素具有透射区和反射区，至少所述透射区在横向电场模式中操作；

第一和第二偏振膜，在它们中间夹入所述液晶层，所述第一偏振膜对所述透射区和所述反射区均有效，所述第二偏振膜对所述透射区有效；以及

迟滞膜，夹在所述第一偏振膜和所述液晶层间，

所述方法包括步骤：

生成第一公用信号和第二公用信号，该第一公用信号和第二公用信号具有不同的电位；以及

将所述第一公用信号和所述第二公用信号分别施加到所述反射区和所述透射区。

30.如权利要求29所述的方法，其中，所述第一公用信号和所述第二公用信号间的关系是当所述第二公用信号呈现最小灰度级电位时，相应的所述第一公用信号呈现最大灰度级电位。

31.如权利要求29所述的方法，进一步包括将所述第一公用信号施加到位于多个所述像素的所述反射区中的第一公用电极，以及将所述第二公用信号施加到位于多个所述像素的所述透射区中的第二公用电极的步骤，所述第一公用信号具有不同于所述第二公用信号的电位的电位。

32.如权利要求29所述的方法，

其中，所述像素的每一个包括由共同提供给所述透射区和所述反射区的像素数据信号驱动的像素电极，由共同提供给所述多个像素的所述反射区的第一公用信号驱动的第一公用电极，以及由共同提供给所述多个像素的所述透射区的第二公用信号驱动的第二公用电极，

其中，所述像素的每一个包括在所述透射区中的第一像素电极、在所述反射区中的第二像素电极、用于将数据信号提供给所述第一像素电极的第一开关器件，以及将所述数据信号提供给所述第二像素电极的第二开关器件，以及

其中，所述液晶显示器件包括用于将数据线耦合到所述第一像素电极的所述第一开关器件，以及用于将所述数据线耦合到所述第二像素电极的所述第二开关器件，用于控制所述第一开关器件的第一栅极线，用于控制所述第二开关器件的第二栅极线，

所述方法进一步包括步骤：

以时分方案接通所述第一和第二开关器件，以将所述像素数据信号施加到所述第一和第二像素电极；

在将所述像素数据信号施加到所述第一像素电极期间，将第一公用信号施加到公用电极；以及

在将所述像素数据信号施加到所述第二像素电极期间，将第二公用信号施加到所述公用电极，所述第一公用信号具有不同于所述第二公用信号的电位的电位。

33.如权利要求29所述的方法，

其中，所述像素的每一个包括由共同提供给所述透射区和所述反射区的像素数据信号驱动的像素电极，由共同提供给所述多个像素的所述反射区的第一公用信号驱动的第一公用电极，以及由共同提供给所述多个像素的所述透射区的第二公用信号驱动的第二公用电极，

其中，所述像素的每一个包括在所述透射区中的第一像素电极、在所述反射区中的第二像素电极、用于将数据信号提供给所述第一像素电极的第一开关器件，以及将所述数据信号提供给所述第二像素电极的第二开关器件，以及，

其中，所述液晶显示器件包括用于将第一数据线耦合到所述第一像素电极的所述第一开关器件，以及用于将第二数据线耦合到所述第二像素电极的所述第二开关器件，所述方法进一步包括步骤：

将所述第一和第二公用信号分别施加到所述第一和第二数据线。

34.如权利要求33所述的方法，其中，从所述液晶显示器件外部提供所述第一和第二公用信号中的一个，并且所述第一和第二公用信号中的另一个具有通过使用查找表从所述第一和第二公用信号的所述一个的灰度级转换的灰度级。

35.如权利要求29所述的方法，其中，所述液晶显示器件包括用于多个所述像素的所述反射区和所述透射区的单一公用电极，所述方法进一步包括步骤：

在写入所述第一公用信号时，向所述单一公用电极施加所述第一公用信号；以及

在写入所述第二公用信号时，向所述单一公用电极施加所述第二公用信号。

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